Fyzici úspešne prepojili dva veľké objekty v kvantovom prepletení

(Inštitút Niels Bohr)

Kráčame našim vesmírom s istotou obra a nemyslíme na to, že realita prekypuje neistotou.

Ale fyzici práve naservírovali ostrú pripomienku, že aj náš makroskopický svet podlieha zákonom kvantovej fyziky – úspešným zapletením milimetrového bubna s veľkým oblakom atómov.

Výskumníci z Inštitútu Nielsa Bohra na Kodanskej univerzite uskutočnili experiment s použitím 13 nanometrov hrubej, milimetrov dlhej membrány (alebo bubna) z nitridu kremíka, ktorá pri zásahu fotónmi ľahko bzučala.



Tieto fotóny alebo častice svetla vznikli vďaka tenkej hmle miliardy atómov cézia, ktoré sa otáčali v medziach malej studenej bunky.

Napriek tomu, že ide o dva veľmi odlišné objekty, milimetrový bubon a hmla atómov predstavujú prepletený systém – a posúvajú hranice kvantovej mechaniky.

„Čím sú objekty väčšie, čím sú od seba ďalej, čím sú rozdielnejšie, tým sú zaujímavejšie zapletenie sa stáva zo základného aj aplikovaného hľadiska,“ hovorí vedúci výskumník Eugene Polzik.

'S novým výsledkom je možné zapletenie medzi veľmi odlišnými objektmi.'

Zapletenie je jedným z tých konceptov, ktoré sú oveľa mystickejšie ako intuitívne, opisujúc spojenie medzi objektmi, ktoré existuje nezávisle od času a priestoru.

Bez ohľadu na to, ako ďaleko od seba, alebo koľko rokov uplynulo, zmena jednej časti zapleteného systému si vyžaduje okamžité prispôsobenie sa zvyšku.

Einstein viac ako raz hovoril o tomto koncepte ako o „strašidelnej akcii na diaľku“, pričom veril, že to má viac spoločné s nedostatkom v našich vedomostiach než s čímkoľvek skutočne bizarným.

O storočie neskôr naše chápanie kvantovej fyziky nielenže ponecháva veľa priestoru pre takúto strašidelnosť, ale tvorí základ úžasných nových oblastí inovácií, odsuper silné šifrovaniedo novéhodruhy radarov.

'Kvantová mechanika je ako dvojsečná zbraň,' hovorí kvantový fyzik Michał Parniak z Inštitútu Nielsa Bohra.

'Dáva nám úžasné nové technológie, ale tiež obmedzuje presnosť meraní, ktoré by sa z klasického hľadiska zdali jednoducho jednoduché.'

V izolácii sú vlastnosti jednej častice úzkostlivým zmätkom možností predstavovaným vzostupom a pádom vlny. Pohybuje sa vo všetkých smeroch naraz. Otáča sa v dvoch smeroch súčasne. Je to všetko a nič.

Ako častica interaguje s inými objektmi, jej neistotanezmizne hneď, ale kombinuje zložitými spôsobmi, ktoré môžeme matematicky modelovať.

Sú to tieto veľmi predvídateľné výpočty, ktoré tvoria chrbticu kvantové počítače . Takáto technológia sa však spolieha na rotáciu malého počtu relatívne identických častíc.

To je dôvod, prečo je tento najnovší objav taký dôležitý – viditeľný bubon kývajúci sa vo vánku fotónov, ktorý sa valí z oblaku atómov, je pre fyzikov úplne iná hra.

Schopnosť pozorovať zapletenie vo väčšom meradle, ktoré zahŕňa rozmanitosť materiálov, je ako študovať jazyk, ktorý by sa dal použiť na kvantové konverzácie.

To by bolo neuveriteľne užitočné na „počúvanie“ nástrojov, ktoré vyžadujú neuveriteľne jemnú presnosť. Vedieť, ako sa kombinujú ich kvantové pravdepodobnosti, je kritickým krokom k tomu, aby sme vedeli, ako vytriediť význam v tom, čo sa inak javí ako chaos.

Zoberme si napríklad obrovské pole alebo lasery tvoriace observatórium gravitačných vĺn laserového interferometra (LIGO). Hoci je to ohromné, srdce zariadenia zoraďuje svetelné vlny s takou presnosťou, že samotný hukotneistota v prázdnom vákuuriskuje, že to pokazí.

Zapletenie makroskopických systémov, ako sú zrkadlá LIGO, by teoreticky umožnilo výskumníkom lepšie zohľadniť určitý stupeň kvantovej neistoty.

Milimeter široký bubon je v porovnaní s tým nepochybne malý krok. Ale pre gigantov, ako sme my, je to zásadná príležitosť, ako pozorne počúvať, ako sa realita trasie pod našimi nohami.

Tento výskum bol publikovaný v r Príroda .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.